數(shù)字媒體技術(shù)在供水管網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

朱華明

（健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 太倉 215400）

1 WEBGIS供水管網(wǎng)系統(tǒng)運行模式

1.1 供水管網(wǎng)系統(tǒng)框架

WEBGIS通過Internet擴展了傳統(tǒng)GIS的應(yīng)用空間和手段，系統(tǒng)通過WEB技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)上發(fā)布，Internet網(wǎng)中任一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都可以共享其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的地理信息，使得GIS成為全球化的地理信息系統(tǒng)。WEBGIS城市供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)是一個基于B/S（瀏覽器/服務(wù)器）模式的三層體系結(jié)構(gòu)。

WEBGIS作為一種分布式的GIS系統(tǒng)，為了使其具有良好的可用性、可維護性和可擴展性，必須根據(jù)WEBGIS系統(tǒng)涉及的基本業(yè)務(wù)活動，對其各個組成部分及邏輯層次進行有效的規(guī)劃和有機的組織。因此本系統(tǒng)將采用基于.NET平臺的WEBGIS模型具有四層結(jié)構(gòu)：即數(shù)據(jù)服務(wù)層、GIS服務(wù)層、WEB服務(wù)層以及表現(xiàn)層。數(shù)據(jù)服務(wù)層提供數(shù)據(jù)存儲管理服務(wù)，是用SQL SERVER數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一存儲管理空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)等。

WEB服務(wù)層介于客戶端和GIS服務(wù)層之間，該層主要存儲系統(tǒng)網(wǎng)站的應(yīng)用程序。應(yīng)用程序通過WEB服務(wù)器（IIS）發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中，這樣客戶端就可以通過訪問地址直接與系統(tǒng)進行交互，傳遞客戶端請求并獲取服務(wù)端提供的結(jié)果。同時通過應(yīng)用程序可以與GIS服務(wù)器關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)GIS功能的處理。

表現(xiàn)層是通過DIV+CSS技術(shù)進行排版布局，再結(jié)合SUPERMAP IS.NET組件，表現(xiàn)系統(tǒng)可提供的功能、信息，并實現(xiàn)與用戶的動態(tài)交互。表現(xiàn)的界面主要以窗體界面為主，統(tǒng)一的界面風(fēng)格，使用戶易于熟悉掌握，并且易于實現(xiàn)功能子系統(tǒng)間的集成。

1.2 供水管網(wǎng)功能介紹

地圖操作包括鷹眼圖、圖層控制、縮放控制條、地圖編輯、地圖模式切換等。雙向查詢它們分別為SQL查詢、選擇查詢（點選/多邊形選/框選等）。緩沖區(qū)分析即與線相結(jié)合，將查詢規(guī)定范圍內(nèi)所有地物，可將他們作為施工依據(jù)?？臻g分析有垂直凈距分析、橫截面分析和剖面分析。統(tǒng)計分析根據(jù)給定的條件進行相應(yīng)統(tǒng)計，并用特定模式的圖表表示出來。報表輸出是將查詢結(jié)果和統(tǒng)計結(jié)果用表格表示，進而實現(xiàn)打印與保存。

2 數(shù)字媒體技術(shù)在系統(tǒng)中的運用

目前GIS技術(shù)與計算機輔助設(shè)計技術(shù)相結(jié)合，利用可視化技術(shù)實現(xiàn)供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)中的地面、設(shè)施、建筑、水質(zhì)面和管網(wǎng)結(jié)構(gòu)等的三維顯示。運用數(shù)字媒體技術(shù)對三維可視模型進行細(xì)化處理。利用CAD系統(tǒng)的準(zhǔn)確、靈活和平面表達直觀的特點；3D建模技術(shù)的實體真實體現(xiàn)的特點，再融入三維模擬功能強大，場景真實的3DGIS環(huán)境中，使直觀和真實的展現(xiàn)管道環(huán)境的效果。其中包含了地下管道的模型、建筑的模型、環(huán)境的模型等。

從設(shè)計軟件的角度來看，數(shù)字媒體技術(shù)主要是AUTOCAD、SolidWorks設(shè)計，3D模型建立，Photoshop后期處理。

2.1 Solid Works管道建模

3D草圖編輯Solid Works的管路系統(tǒng)使用3D草圖作為管路系統(tǒng)中管道和管筒延伸的參考，管道系統(tǒng)中的3D草圖只包含直線和圓弧，直線代表管道的延伸，在圓弧的位置將需要選擇適當(dāng)?shù)膹濐^；分割實體主要對草圖實體的分割；運用設(shè)計庫設(shè)計，在管道系統(tǒng)設(shè)計中，Solid Works可以根據(jù)路線情況自動添加一些必要的管路附件，從設(shè)計庫中拖放管路附件到相應(yīng)的點上，即可在管路中添加管路附件。

2.2 AUTOCAD與3DMAX三維建模

運用AUTOCAD進行粗建模，把模型進行存儲，導(dǎo)入cad圖到3D MAX，用File的Import。然后把側(cè)面圖群組，在左視圖放正。正面墻的cad圖就在前視圖放正（正視圖從標(biāo)要 X，0；Y，0；Z，0），擺好后把它們凍結(jié)（右鍵的Freeze selection）。對照CAD圖進行擠壓等編輯，并賦予材質(zhì)，進行渲染輸出。

3 數(shù)字媒體技術(shù)的實現(xiàn)

數(shù)字媒體技術(shù)的實現(xiàn)主要運用了數(shù)據(jù)集成技術(shù)。在設(shè)計時要對主要圖層的分層進行設(shè)計，AutoCAD設(shè)計中要注意比例尺寸。數(shù)據(jù)集成技術(shù)是將規(guī)范化的三維圖形通過數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換進入GIS中。

供水管網(wǎng)所需圖像經(jīng)過數(shù)字媒體技術(shù)設(shè)計軟件完成后需要與空間數(shù)據(jù)庫進行集成才能為WEBGIS系統(tǒng)所使用，目前的數(shù)據(jù)集成主要有以下幾種：

3.1 由3DMAX系統(tǒng)做出相應(yīng)的3D模型，經(jīng)過一系列處理，形成一個模型集。經(jīng)過必要的簡化和優(yōu)化后，將3D模型作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成WEBGIS系統(tǒng)所能夠接受的文件格式，然后放人內(nèi)存或外存，這樣就建立了一個組件模型庫。在WEBGIS中需要某個模型時，直接從組件模型庫中調(diào)入對應(yīng)的組件模型，WEBGIS系統(tǒng)會自動為該模型加上語義屬性，并重建拓?fù)潢P(guān)系。此方式的優(yōu)點是模型可重用，避免了重復(fù)進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。缺點是建立這樣的模型庫費時費力，需要較大的投入。

3.2 單格式轉(zhuǎn)換方式。先在3D系統(tǒng)中制作整個或部分場景模型，再將這個場景模型直接進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換放入到WEBGIS中去。這種方式目的性太強，只是為了某個區(qū)域、某個階段而進行，對于大范圍的區(qū)域的場景模型顯得力不從心，也無法反映場景長時期內(nèi)的動態(tài)變化。

3.3 中心數(shù)據(jù)庫方式。建立一個專門用于存放圖形數(shù)據(jù)的中心數(shù)據(jù)庫，并提供若干接口。與CAD的接口功能體現(xiàn)為3D系統(tǒng)建立模型后將圖形數(shù)據(jù)存入中心數(shù)據(jù)庫，也可從中心數(shù)據(jù)庫提取出某個模型地圖形數(shù)據(jù),對此模型進行再編輯與WEBGIS的接口.表現(xiàn)為WEBGIS系統(tǒng)從中心數(shù)據(jù)庫提取圖形數(shù)據(jù)并補足語義屬性，然后在場景中插入幾何對象，WEBGIS系統(tǒng)也將自身建立的場景模型的圖形數(shù)據(jù)存放到中心數(shù)據(jù)庫。這種方式在理論上可達到最佳的效果，但其算法的復(fù)雜性阻礙了自身的實現(xiàn)，目前還沒有一個像樣的原型出現(xiàn)。但它確實是一種有潛力的模式。

[1]張雄,黨志良,張賢洪,李冬梅.WEBGIS 及三維可視化技術(shù)在銅川新區(qū)供水管網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J].給水排,2006

[2]胡勝華,何宗宜,陶利佳.AutoCAD與GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的研究[J].測繪通報,2007

[3]馬先立,吳信才,曾文.WEBGIS在供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用及其實現(xiàn)[J].現(xiàn)代計算機,2002